Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Понятия метрологии

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 [53] 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105

в противном же случае из-за их перекрытия возникает погрешность вычисления спектра (рис. 8.12, б). Для сигналов с ограниченной частотой /в можно избежать перекрытия, выбрав интервал Г<:1/2/в в соответствии с теоремой Котельникова.

Если исследуемый сигнал непрерывный, то с помощью ДПФ анализируют участок сигнала конечной длительности Тс, что приводит к искажению спектра. Такие искажения зависят от формы импульса. Пусть, например, анализируется импульс вида smx/x, спектр которого имеет прямоугольную форму (рис. 8.13, а). Если дискретизировать не весь импульс, а его часть длительностью 7"с, то это вызовет пульсацию вычисленного по ДПФ спектра. Такие искажения называют явлением Гиббса. Как следует из


/ 1 / / / /

/ /

\ \ \ \

" \J

V/

Рис. 8.13




рис. 8.13, б, в, частота пульсаций возрастает с ростом Т. Амплитуда пульсаций изменяется мало, составляя около десяти процентов от максимального значения спектральной плотности.

Для уменьшения пульсаций входной сигнал умножают на оконную функцию W{t), плавно спадающую от центра импульса к его краям, например функцию Хемминга Щ/) = 0,54 - - 0,46со5(2я Гс). Вид функции и соответствующий спектр, в котором пульсация отсутствует, показаны на рис. 8.13, г.

Возможность реализации БПФ предусмотрена во многих выпускаемых промышленностью цифровых осциллографах и цифровых анализаторах спектра. Число анализируемых выборок может составлять 32...4096, обычно в приборах подобного типа предусмотрена возможность определения и других характеристик сигнала, в том числе и статистических. Если анализируемый сигнал повторяющийся, то дискретизацию проводят стробоскопическим методом, при этом полоса исследуемых частот может составлять до 25 ГГц.

Выводы

Основные способы спектрального анализа - фильтрация спектральных составляющих и дискретное преобразование Фурье исследуемого сигнала. Ограниченное применение имеет дисперсионно-временной метод.

Метод фильтрации основан на выделении спектральных составляющих узкополосными фильтрами одновременно с помощью системы фильтров с перекрывающимися АЧХ или последовательно с помощью одного фильтра.

Наиболее распространен метод последовательного анализа, заключающийся в гетеродинном преобразовании исследуемого спектра с перестраиваемым по частоте гетеродином и в выделении спектральных составляющих УПЧ.

Разрешающая способность, в статическом режиме равная удвоенной полосе пропускания УПЧ, возрастает с увеличением скорости перестройки частоты. Время анализа детерминированных сигналов может составлять десятки секунд и возрастает при анализе случайных процессов.

При анализе импульсов с большой скважностью наблюдаемые на экране ЭЛТ выбросы являются откликами на отдельные импульсы.

Спектральный анализ с помощью ДЛЗ основан на возрастающей или убывающей с частотой задержке спектральных составляющих подведенного к линии радиоимпульса. Импульс должен подвергаться ЛЧМ, причем скорость изменения частоты должна иметь противоположный знак по сравнению со скоростью изменений частоты в импульсной характеристике линии.



Анализаторы спектра с ДЛЗ характеризуются очень малым временем анализа, равным полной задержке сигнала в линии.

Спектральный анализ на основе ДПФ состоит в дискретизации участка исследуемого колебания и в расчете спектра с помощью БПФ. Режим спектрального анализа предусмотрен в цифровых осциллографах и анализаторах спектра.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Постройте структурную схему анализатора спектра одновременного анализа с системой фильтров. В схеме следует предусмотреть ЭЛТ, генератор ступенчатой развертки и коммутатор. Чем определяется разрешающая способность и время анализа? Какую следует выбрать длительность ступени напряжения развертки?

2. Чем определяется масштаб по оси частот в гетеродинном анализаторе спектра последовательного анализа? Какие требования предъявляют к форме развертывающего напряжения в гетеродинном анализаторе спектра последовательного анализа?

3. Постройте диаграммы, подобные показанным на рис. 8.2, б, для случая, когда преобразование ведут по сигналу суммарной частоты: fn = fr + fi.

4. Чем различаются статическая и динамическая разрешающие способности гетеродинного анализатора спектра? Как можно избежать динамических искажений?

5. Выведите соотношение для вычисления времени анализа гетеродинного анализатора спектра.

6. Сравните природу выбросов на экране, полученных при анализе гармонического напряжения, и импульсов с большой скважностью.

7. Чем может быть вызвано постепенное перемещение по горизонтали выбросов при анализе AM колебания?

8. Чем может быть вызвано перемещение по горизонтали, выбросов при анализе импульсов с большой скважностью? Какие условия надо выполнить, чтобы выбросы не смещались?

9. Ко входу гетеродинного анализатора спектра подведены импульсы с большой скважностью. Как изменится число выбросов, если увеличить время развертки вдвое?

10. Из каких соображений выбирают промежуточную частоту гетеродинного анализатора спектра? Чем определяется необходимость двойного преобразования частоты?

11. Поясните методику создания яркостной метки и измерений частоты спектральной линии электронно-счетным частотомером. Чем определяется необходимая точность совмещения метки с центром выброса?

12. Как возбуждают ПАВ? Из каких соображений выбирают шаг между штырями ВШП? Каким образом надо построить ДЛЗ для получения импульсной характеристики с линейно убывающей частотой?

13. Пользуясь рис. 8.9, качественно поясните связь отклика ДЛЗ ивых(0 со спектром входного сигнала.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 [53] 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105



0.0583
Яндекс.Метрика